KR102665691B1 - 유압 펌프 - Google Patents

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Abstract

대형화를 억제하면서도 안정된 동작이 가능한 유압 펌프를 제공한다.
유압 펌프(10)는, 회전축선 A 주위로 회전하는 실린더 블록(30)이며, 복수의 실린더 구멍(32)이 형성된 실린더 블록(30)과, 각 실린더 구멍(32) 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤(38)과, 실린더 블록(30)이 회전축선 A 주위로 회전함으로써 각 피스톤(38)을 각 실린더 구멍(32) 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 경사판(40)이며, 그 틸팅각을 변경 가능하게 구성된 경사판(40)과, 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판(40)을 가압하는 제1 가압 수단(50)과, 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판(40)을 가압하는 제2 가압 수단(60)을 갖고, 제2 가압 수단(60)은, 경사판(40)을 가압하는 가압 로드(61)를 갖고, 가압 로드(61)에 있어서의 경사판(40)과 반대측의 단면(61b)에는 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용한다.

Description

유압 펌프{HYDRAULIC PUMP}
본 발명은 건설 차량 등에 사용되는 유압 펌프에 관한 것이며, 특히 가변 용량형의 유압 펌프에 관한 것이다.
건설 차량 등의 폭넓은 분야에 있어서 가변 용량형의 유압 펌프가 사용되고 있다. 가변 용량형의 유압 펌프는 일반적으로, 회전축 주위로 회전하고, 회전축 방향을 따라 연장되는 복수의 실린더 구멍이 형성된 실린더 블록과, 각 실린더 구멍 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤과, 실린더 블록이 회전축 주위로 회전함으로써 각 피스톤을 각 실린더 구멍 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 경사판과, 실린더 블록의 회전축에 대한 경사판의 경사각(틸팅각)을 변경하기 위한 기구를 갖고 있다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 경사판의 틸팅각을 변경함으로써 토출 용량이 조정되는 가변 용량형의 경사판식 유압 펌프가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 유압 펌프는, 회전축선 주위로 회전하는 실린더 블록과, 실린더 블록에 형성된 각 실린더 구멍 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤과, 틸팅각을 변경 가능하게 구성된 경사판과, 경사판의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판을 가압하는 제1 가압 수단과, 경사판의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판을 가압하는 제2 가압 수단을 갖고 있고, 이 제2 가압 수단은 가압 로드와 복수의 가압 핀을 갖고, 각 가압 핀은, 각 가압 핀에 대응하는 신호압에 따라 가압 로드를 통해 경사판을 가압한다. 이와 같은 유압 펌프에 의하면, 간단한 기구에 의하여 경사판의 틸팅각을 조정 가능하게 할 수 있다는 이점이 있다.
일본 특허 공개 제2018-3609호 공보
특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 오퍼레이터의 레버 조작에 따라 컨트롤 밸브에서 생성된 신호압이, 가압 핀 유닛 내에 형성된 제2 압력실에 입력된다. 이 제2 압력실에 입력된 신호압에 의하여 가압 피스톤이 가압되고, 가압 피스톤에 의하여 제4 가압 핀이 가압 로드를 향하여 가압되어 있다. 이와 같은 기구에 대하여 본건 발명자들이 예의 검토를 진행한 바, 이와 같은 기구를 갖는 유압 펌프에서는, 가압 핀의 단면적보다도 큰 단면적을 갖고 비교적 부품 치수가 커지는 가압 피스톤이 필요한 점에서, 가압 핀 유닛을 소형화하는 것이 어려워 유압 펌프 전체의 소형화 및 경량화에는 한계가 있음을 알게 되었다.
또한 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 오퍼레이터의 레버 조작에 따라 컨트롤 밸브에서 생성된 신호압이 제4 가압 핀을 통해, 가압 로드의 후단면에 있어서의 중심으로부터 직경 방향으로 어긋난 위치에 작용한다. 이것에 기인하여, 당해 신호압에 의하여 가압된 가압 로드에는, 가압 로드의 긴 쪽 방향과 직교하는 축선 주위로 회전하는 모멘트가 발생할 수 있다. 이 모멘트에 의하여 가압 로드는 제1 가이드부에 밀어붙여져, 가압 로드와 제1 가이드부 사이에는 비교적 큰 마찰을 발생시킨다. 이것에 의하여, 가압 로드 및 제1 가이드부가 마모되어 가압 로드의 동작이 불안정해질 우려가 있다. 또한 가압 로드와 제1 가이드부 사이에 마찰이 발생함으로써, 제2 압력실에 동일한 신호압이 입력되어 있음에도 불구하고, 경사판측을 향하는 이동 중과 경사판과 반대측을 향하는 이동 중에서 가압 로드의 위치가 상이한, 소위 히스테리시스가 발생할 우려도 있다. 이것에 의해서도 가압 로드의 동작이 불안정해질 우려가 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 이루어진 것이며, 대형화를 억제하면서도 안정된 동작이 가능한 유압 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 유압 펌프는,
회전축선 주위로 회전하는 실린더 블록이며, 복수의 실린더 구멍이 형성된 실린더 블록과,
각 실린더 구멍 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤과,
상기 실린더 블록이 상기 회전축선 주위로 회전함으로써 각 피스톤을 각 실린더 구멍 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 경사판이며, 그 틸팅각을 변경 가능하게 구성된 경사판과,
상기 경사판의 틸팅각이 커지는 방향으로 상기 경사판을 가압하는 제1 가압 수단과,
상기 경사판의 틸팅각이 작아지는 방향으로 상기 경사판을 가압하는 제2 가압 수단을 갖고,
상기 제2 가압 수단은, 상기 경사판을 가압하는 가압 로드를 갖고,
상기 가압 로드에 있어서의 상기 경사판과 반대측의 단면에는 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용한다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 단면에는 상기 유량 제어 신호압이 작용해도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 유량 제어 신호압은 네거티브 유량 제어 신호압이어도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 유량 제어 신호압 또는 상기 마력 시프트 신호압은 오리피스를 통해 상기 단면에 작용해도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 유량 제어 신호압 또는 상기 마력 시프트 신호압은 슬로 리턴 기구를 통해 상기 단면에 작용해도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 유량 제어 신호압 또는 상기 마력 시프트 신호압은, 전기 신호가 전자 비례 밸브에 의하여 유압으로 변환된 신호압이어도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 단면에는 상기 유량 제어 신호압 및 상기 마력 시프트 신호압 중 상대적으로 높은 압력을 갖는 신호압이 작용해도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 가압 로드의 측면을 가이드하는 가이드부를 더 갖고,
상기 측면과 상기 가이드부 사이에 다른 펌프로부터의 압유가 공급되어도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 가이드부에는, 상기 다른 펌프로부터의 압유를 상기 측면과 상기 가이드부 사이에 공급하기 위한 공급 구멍이 마련되고,
상기 측면에는, 상기 공급 구멍으로부터 공급된 압유를 유지하기 위한 오일 유지 홈이 마련되고,
상기 오일 유지 홈은, 상기 가압 로드의 상기 가이드부에 따른 진퇴 동작 중의 어느 위치에 있어서도 상기 공급 구멍과 대면해도 된다.
본 발명의 유압 펌프에 있어서,
상기 제2 가압 수단은 가압 핀을 더 갖고,
상기 가압 핀은, 상기 가압 핀에 대응하는 신호압에 따라 상기 가압 로드를 통해 상기 경사판을 가압해도 된다.
본 발명에 의하면, 대형화를 억제하면서도 안정된 동작이 가능한 유압 펌프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 유압 펌프의 단면을 도시하는 도면이다.
도 2는 유압 펌프의 가압 핀 유닛의 단면을 도시하는 도면이며, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 대응하는 단면을 도시하는 도면이다.
도 3은 유압 펌프의 일 변형예를 도시하는 도면이다.
도 4는 유압 펌프의 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5는 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6은 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8은 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
도 9는 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 가압 로드가 가장 경사판과 반대측에 위치할 때의, 가압 로드와 윤활유의 공급 구멍의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 9의 가압 로드가 가장 경사판측에 위치할 때의, 가압 로드와 공급 구멍의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 12는 유압 펌프의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한 본 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이성의 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을 실물의 그것들로부터 변경하여 과장하고 있다.
또한 본 명세서에 있어서 사용하는, 형상이나 기하학적 조건 및 그것들의 정도를 특정하는, 예를 들어 「평행」, 「직교」, 「동일」 등의 용어나 길이나 각도의 값 등에 대해서는, 엄밀한 의미에 얽매이는 일 없이 동등한 기능을 기대할 수 있을 정도의 범위를 포함하여 해석하기로 한다.
도 1 내지 도 11은 본 발명에 의한 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 이 중, 도 1은 유압 펌프의 단면을 도시하는 도면이다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)는 소위 경사판식 가변 용량형 유압 펌프이다. 유압 펌프(10)는, 후술하는 실린더 구멍(32)으로부터의 작동유의 토출(및 실린더 구멍(32)에의 작동유의 공급)에 기초하는 구동력을 출력한다. 더 구체적으로는, 엔진 등의 동력원으로부터의 동력에 의하여 회전축(25)을 회전시킴으로써, 회전축(25)과 스플라인 결합 등에 의하여 결합된 실린더 블록(30)을 회전시키고, 실린더 블록(30)의 회전에 의하여 피스톤(38)을 왕복 동작시킨다. 이 피스톤(38)의 왕복 동작에 따라 일부의 실린더 구멍(32)으로부터는 작동유가 토출됨과 함께 다른 실린더 구멍(32)에는 작동유가 흡입되어, 유압 펌프가 실현된다.
도 1에 도시된 유압 펌프(10)는 하우징(20), 회전축(25), 실린더 블록(30), 경사판(40), 제1 가압 수단(50) 및 제2 가압 수단(60)을 갖고 있다. 또한 도 1에 도시된 유압 펌프(10)에는, 후술하는 다른 펌프의 일례로서의 기어 펌프(14)가 설치되어 있다.
하우징(20)은, 제1 하우징 블록(21)과, 제1 하우징 블록(21)에 대하여 도시되지 않은 체결 수단 등에 의하여 결합된 제2 하우징 블록(22)을 갖고 있다. 하우징(20)은 회전축(25)의 일부, 실린더 블록(30), 경사판(40) 및 제1 가압 수단(50)을 수용하고 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 제1 하우징 블록(21)의 내측에, 회전축(25)의 한쪽 단부와, 흡배 플레이트(35)를 통해 복수의 실린더 구멍(32)에 연통되는 도시되지 않은 공급 포트 및 배출 포트와, 후술하는 가압 로드(61)를 가이드하기 위한 제1 가이드부(가이드부)(23)가 배치되어 있다. 또한 공급 포트는 제1 하우징 블록(21)을 관통하여 마련되며, 유압 펌프(10)의 외부에 마련되는 유압원(탱크)에 연통된다.
제1 하우징 블록(21)에는, 회전축(25)이 삽입되는 회전축용 구멍(24a)이 형성되며, 회전축(25)은, 회전축용 구멍(24a)에 있어서 베어링(28a)에 의하여 회전 축선 A 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전 축선 A는 회전축(25)의 긴 쪽 방향을 따라 연장되어 있다. 회전축(25)의 일단은 회전축용 구멍(24a) 내에 위치하며, 당해 일단에 형성된 스플라인 결합부(26a)를 통해 기어 펌프(14)의 회전축(16)과 연결되어 있다.
제2 하우징 블록(22)에는, 회전축(25)이 관통되는 회전축용 구멍(24b)이 형성되며, 회전축(25)은 그 일단으로부터 타단을 향하여 실린더 블록(30) 및 경사판(40)을 관통하여 연장되어 있다. 회전축(25)은, 그 타단에 있어서 회전축용 구멍(24b)에 배치된 베어링(28b)에 의하여 회전축선 A 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 도시된 예에서는, 회전축(25)의 타단은 회전축용 구멍(24b)으로부터 외측을 향하여 돌출해 있으며, 당해 타단에 형성된 스플라인 결합부(26b)를 통해 엔진 등의 동력원과 연결된다.
도 1에 도시된 예에서는, 회전축(25)은, 실린더 블록(30)을 관통하는 부분에 마련된 스플라인 결합부(26c)에 있어서 실린더 블록(30)과 스플라인 결합하고 있다. 이 실린더 블록(30)과의 스플라인 결합에 의하여 회전축(25)은, 회전축선 A의 방향에 대해서는 실린더 블록(30)과 관계없이 이동 가능하지만, 회전축선 A 주위의 회전 방향에 대해서는 실린더 블록(30)과 함께 일체적으로 회전한다. 또한 회전축(25)은, 제1 하우징 블록(21) 내에 있어서 베어링(28a)에 의하여 회전 가능하게 지지되고, 제2 하우징 블록(22) 내에 있어서 베어링(28b)을 통해 회전 가능하게 지지되어, 경사판(40)과는 접촉하지 않도록 되어 있다. 따라서 회전축(25)은, 실린더 블록(30) 이외의 부재에 의해서는 저해되지 않고, 실린더 블록(30)과 함께 회전축선 A 주위의 회전 방향으로 회전 가능하게 마련되어 있다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)에는 기어 펌프(다른 펌프)(14)가 설치되어 있다. 기어 펌프(14)는 유압 펌프(10)의 제1 하우징 블록(21)에 대하여, 회전축선 A를 따라 제2 하우징 블록(22)의 반대측에, 도시되지 않은 체결 수단 등에 의하여 결합되어 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 기어 펌프(14)는 회전축(16)을 갖고 있다. 회전축(16)은 회전축선 A 주위로 회전 가능하게 배치되어 있다. 즉, 회전축(25)과 회전축(16)은 회전축선 A를 공유하고 있다. 상술한 바와 같이, 회전축(25)의 일단은, 당해 일단에 형성된 스플라인 결합부(26a)를 통해 기어 펌프(14)의 회전축(16)과 연결되어 있다. 구체적으로는, 회전축(25)의 일단과 슬리브(18)가 스플라인 결합부(26a)를 통해 연결되고, 회전축(16)과 슬리브(18)가 당해 회전축(16)에 형성된 스플라인 결합부(17a)를 통해 연결되어 있다.
엔진 등의 동력원과 연결된 회전축(25)이 동력원으로부터의 구동력에 의하여 회전하면, 회전축(25)과 회전축(16)은 회전축선 A 주위로 일체적으로 회전한다. 이것에 의하여 기어 펌프(14)로부터, 유압 펌프(10) 및 기어 펌프(14)가 내장된 작업 기계 등의 각 부에 일정 압력으로 압유가 공급된다. 특히 본 실시 형태에서는, 후술하는 바와 같이, 가압 로드(61)의 측면(61c)과, 측면(61c)을 가이드하는 제1 가이드부(23) 사이에, 기어 펌프(14)로부터 토출되는 압유의 일부가 공급 라인 L을 통해 공급된다. 또한 기어 펌프(14)는 공지된 기어 펌프와 동등하게 구성할 수 있으므로, 그 구체적 구성에 대한 설명은 생략한다.
실린더 블록(30)은 회전축(25)과 함께 회전축선 A를 중심으로 회전하며, 회전축선 A의 주위에 있어서 천공되어 마련된 복수의 실린더 구멍(32)을 갖는다. 특히 도 1에 도시된 예에서는, 각 실린더 구멍(32)은 각각 회전축선 A와 평행한 방향을 따라 연장되어 있도록 마련되어 있다. 또한 이에 한정되지 않으며, 실린더 구멍(32)은 회전축선 A에 대하여 경사진 방향을 따라 연장되어 있도록 마련되어도 된다. 실린더 블록(30)에 형성되는 복수의 실린더 구멍(32)의 수는 특별히 한정되지 않지만, 이들 실린더 구멍(32)은, 회전축선 A를 따른 방향에서 보아, 동일 원주 상에 등간격(등각도 간격)으로 배치되는 것이 바람직하다.
실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부에는, 복수의 실린더 구멍(32)의 각각에 연통되는 개구(32a)가 형성되어 있다. 또한 실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부에 대면하여, 도시되지 않은 복수의 관통 구멍이 형성된 흡배 플레이트(35)가 배치되어 있다. 복수의 실린더 구멍(32)은 이들 개구(32a) 및 관통 구멍을 통해, 제1 하우징 블록(21) 내에 마련된 도시되지 않은 공급 포트 및 배출 포트와 연통되며, 이들 공급 포트 및 배출 포트를 통해 작동유의 공급 및 배출이 행해진다. 또한 도 1에 도시된 예에서는, 실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부의 회전축(25)의 주위에, 후술하는 스프링(44) 및 리테이너(45a, 45b)를 수용하는 오목부(30a)가 형성되어 있다.
도 1에 도시된 흡배 플레이트(35)는 제1 하우징 블록(21)에 고정되어 있으며, 실린더 블록(30)이 회전축(25)과 함께 회전하는 경우에도 하우징(20)(제1 하우징 블록(21))에 대하여 정지해 있다. 그 때문에, 공급 포트 및 배출 포트의 각각과 연통되는 실린더 구멍(32)은 실린더 블록(30)의 회전 상태에 따라 흡배 플레이트(35)를 통해 전환되어, 공급 포트로부터 작동유가 공급되는 상태와 배출 포트에 작동유를 배출하는 상태가 반복하여 찾아온다.
피스톤(38)은, 각각 대응하는 실린더 구멍(32)에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 배치되어 있다. 달리 말하면, 피스톤(38)은, 각각 대응하는 실린더 구멍(32) 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 특히 각 피스톤(38)은, 대응하는 실린더 구멍(32)에 대하여 회전축선 A와 평행한 방향을 따라 왕복동 가능하게 마련되어 있다. 피스톤(38)의 내부는 공동이며, 실린더 구멍(32) 내의 작동유로 채워져 있다. 따라서 피스톤(38)의 왕복동은 실린더 구멍(32)에의 작동유의 공급 및 배출과 연관되어, 피스톤(38)이 실린더 구멍(32)으로부터 인출될 때는 실린더 구멍(32) 내에 공급 포트로부터 작동유가 공급되고, 피스톤(38)이 실린더 구멍(32) 내에 진입할 때는 실린더 구멍(32) 내로부터 배출 포트에 작동유가 배출된다.
본 실시 형태에서는, 각 피스톤(38)의 경사판(40)측의 단부(실린더 구멍(32)으로부터 돌출하는 측의 단부)에는 슈(43)가 설치되어 있다. 또한 회전축(25)의 주위에는 스프링(44), 리테이너(45a, 45b), 연결 부재(46), 압박 부재(47) 및 슈 보유 지지 부재(48)가 마련되어 있다. 스프링(44) 및 리테이너(45a, 45b)는, 실린더 블록(30) 중 경사판(40)이 마련되는 측과는 반대측의 단부의 회전축(25)의 주위에 형성된 오목부(30a) 내에 수용되어 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 스프링(44)은 코일 스프링이며, 오목부(30a) 내에 있어서, 리테이너(45a)와 리테이너(45b) 사이에 압축된 상태로 배치되어 있다. 따라서 스프링(44)은 그 탄성력에 의하여, 당해 스프링(44)이 신장되는 방향으로 가압력을 발생시킨다. 스프링(44)의 가압력은 리테이너(45b) 및 연결 부재(46)를 통해 압박 부재(47)에 전달된다. 슈 보유 지지 부재(48)에는 각 슈(43)가 보유 지지되어 있으며, 압박 부재(47)는 스프링(44)의 가압력을 받아 슈 보유 지지 부재(48)를 통해 각 슈(43)를 경사판(40)을 향하여 압박한다.
도 1에 도시된 예에서는, 경사판(40)은 다양한 각도로 틸팅 가능하지만, 스프링(44)의 가압력에 의하여, 경사판(40)의 틸팅각에 관계없이 각 슈(43)가 경사판(40)에 대하여 적절히 추종하여 압박 접촉된다. 이것에 의하여, 피스톤(38)이 실린더 블록(30)과 함께 회전하면, 각 슈(43)는 경사판(40) 상을 원 궤도를 그리듯이 하여 미끄럼 이동한다. 또한 도시된 예에서는, 피스톤(38)의 경사판(40)측의 단부가 구상의 볼록부를 형성하고, 슈(43)에 형성된 구상의 오목부에 피스톤(38)의 볼록부가 끼워넣어지고 슈(43)의 오목부가 코킹되어, 피스톤(38) 및 슈(43)에 의하여 구면 베어링 구조가 형성되어 있다. 이 구면 베어링 구조에 의하여, 경사판(40)의 틸팅각이 변화되더라도 각 슈(43)는 경사판(40)의 틸팅에 추종하여 경사판(40) 상을 적절히 미끄럼 이동 회전할 수 있다.
경사판(40)은, 실린더 블록(30)이 회전축선 A 주위로 회전함으로써 각 피스톤(38)을 각 실린더 구멍(32) 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 것이다. 경사판(40)은, 실린더 블록(30)에 대면하는 측에 있어서 평탄한 미끄럼 이동면(41)을 가지며, 미끄럼 이동면(41)에는, 피스톤(38)의 경사판(40)측의 단부와 연결된 슈(43)가 압박 접촉되어 있다. 또한 경사판(40)은 틸팅 가능하게 마련되어 있으며, 경사판(40)(미끄럼 이동면(41))의 틸팅각에 따라 피스톤(38)의 왕복동의 스트로크가 변화된다. 즉, 경사판(40)(미끄럼 이동면(41))의 틸팅각이 클수록 각 피스톤(38)의 왕복동에 수반하는 실린더 구멍(32)에 대한 작동유의 공급량 및 배출량은 커지고, 경사판(40)(미끄럼 이동면(41))의 틸팅각이 작을수록 각 피스톤(38)의 왕복동에 수반하는 실린더 구멍(32)에 대한 작동유의 공급량 및 배출량은 작아진다. 여기서, 경사판(40)(미끄럼 이동면(41))의 틸팅각이란, 경사판(40)의 판면(미끄럼 이동면(41))이, 회전축선 A와 직교하는 가상 평면에 대하여 이루는 각을 의미하고 있다. 틸팅각이 0도인 경우에는, 실린더 블록(30)이 회전축선 A 주위로 회전하더라도 각 피스톤(38)은 왕복동하지 않아, 각 실린더 구멍(32)으로부터의 작동유의 배출량도 0으로 된다. 또한 도 1에 도시된 예에서는, 경사판(40)은, 그 틸팅각을 작게 해 가면 제2 하우징 블록(22)에 마련된 스토퍼(27)에 맞닿도록 되어 있다. 스토퍼(27)는 경사판(40)에 대하여 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 이것에 의하여, 경사판(40)의 최소 틸팅각은, 스토퍼(27)를 경사판(40)에 대하여 진퇴시킴으로써 적절히 조정할 수 있다. 또한 경사판(40)은 미끄럼 이동면(41)의 외측에, 후술하는 가압 로드(61)가 맞닿아 가압 로드(61)로부터 가압력을 받는 맞닿음면(42)을 갖고 있다. 도시된 예에서는, 맞닿음면(42)은 미끄럼 이동면(41)과 평행을 이루도록 마련되어 있다.
제1 가압 수단(50)은, 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판(40)을 가압한다. 도 1에 도시된 예에서는, 제1 가압 수단(50)은, 경사판(40)과 반대측(제1 하우징 블록(21)측)에 배치된 제1 리테이너(51)와, 경사판(40)측(제2 하우징 블록(22)측)에 배치된 제2 리테이너(52)와, 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에 배치된 스프링(54, 55)을 갖고 있다. 제1 스프링(54)은 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에 압축된 상태로 배치되어 있다. 따라서 제1 스프링(54)은 그 탄성력에 의하여, 당해 제1 스프링(54)이 신장되는 방향으로 가압력을 발생시킨다. 제2 스프링(55)은 제1 스프링(54)의 내측에 배치되어 있다. 이 때문에, 제2 스프링(55)의 권취 직경은 제1 스프링(54)의 권취 직경보다도 작게 형성되어 있다.
도 1에 도시된 예에서는, 제2 스프링(55)은 제2 리테이너(52)에 고정되어 있으며, 경사판(40)의 틸팅각이 큰 상태(도 1 참조)에 있어서 제1 리테이너(51)로부터 이격되어 있다. 이것에 의하여, 경사판(40)의 틸팅각이 큰 동안에는, 경사판(40)에는 제1 스프링(54)의 가압력만이 작용한다. 경사판(40)의 틸팅각이 작아져 가면, 어느 틸팅각일 때 제2 스프링(55)이 제1 리테이너(51)에 접촉한다. 또한 경사판(40)의 틸팅각이 작아지면, 제2 스프링(55)도 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에서 압축되며, 이것에 의하여 경사판(40)에는 제1 스프링(54) 및 제2 스프링(55)의 양쪽의 가압력이 작용한다. 따라서 도시된 제1 가압 수단(50)에 의하면, 경사판(40)의 틸팅각에 따라 그 가압력을 단계적으로 변화시킬 수 있다. 또한 제2 스프링(55)은 제2 리테이너(52)에 고정되는 것에 한정되지 않으며, 제1 리테이너(51)에 고정되도록 해도 되고, 제1 리테이너(51) 및 제2 리테이너(52) 중 어느 것에도 고정되지 않고 제1 리테이너(51)와 제2 리테이너(52) 사이에서 이동 가능하게 되어 있어도 된다. 도시된 예에서는, 제1 리테이너(51)의 제2 리테이너(52)에 대한 이격 거리는, 어저스터(57)를 제1 리테이너(51)을 향하여 진퇴시킴으로써 조정 가능하게 되어 있다. 이것에 의하여 제1 가압 수단(50)의 초기 가압력, 특히 제1 스프링(54)에 의한 제1 가압 수단(50)의 초기 가압력을 적절히 조정할 수 있다.
제2 가압 수단(60)은, 제1 가압 수단(50)에 의한 경사판(40)에의 가압력과 반대 방향의 가압력을 경사판(40)에 작용시킨다. 특히 제2 가압 수단(60)은, 제1 가압 수단(50)에 의한 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로의 가압력에 저항하여, 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판(40)을 가압한다. 도 1에 도시된 예에서는, 제2 가압 수단(60)은 가압 로드(61)와 가압 핀 유닛(70)을 갖고 있다. 가압 로드(61)는, 가압 로드(61)와 가압 핀 유닛(70) 사이에 형성된 제1 압력실(81)에 입력(도입)된 신호압 P에 따라 경사판(40)을 향하여 가압되어, 경사판(40)을 그 틸팅축 주위로 틸팅시킨다. 가압 핀 유닛(70)은 유닛 케이스(76)와 복수의 제1 가압 핀(71)을 갖는다. 각 제1 가압 핀(71)은, 각 제1 가압 핀(71)에 대응하는 신호압에 따라 가압 로드(61)를 경사판(40)을 향하여 가압한다. 달리 말하면, 각 제1 가압 핀(71)은, 각 제1 가압 핀(71)에 대응하는 신호압에 따라 가압 로드(61)를 통해 경사판(40)을 가압한다.
도 1에 도시된 예에서는, 가압 로드(61)는 전체로서 대략 원기둥형의 형상을 가지며, 그 축선이 회전축선 A와 평행을 이루도록 하여 경사판(40)의 맞닿음면(42)과 가압 핀 유닛(70)의 각 제1 가압 핀(71) 사이에 배치되어 있다. 또한 가압 로드(61)는, 그 축선이 회전축선 A와 평행을 이루도록 배치된 것에 한정되지 않으며, 그 축선이 회전축선 A에 대하여 경사지게 배치된 것이어도 된다. 가압 로드(61)는, 경사판(40)(맞닿음면(42))에 대면하는 선단면(61a), 가압 로드(61)의 축선을 따라 선단면(61a)과 반대측을 이루는 후단면(단면)(61b), 및 선단면(61a)과 후단면(61b)을 접속하는 측면(61c)을 갖고 있다. 도시된 예에서는, 선단면(61a)은 구면상을 이루고 있다. 이것에 의하여, 경사판(40)의 틸팅각의 변화에 기인하여 경사판(40)(맞닿음면(42))과 가압 로드(61)가 이루는 각도가 변화되더라도, 경사판(40)에 대한 가압력을 선단면(61a)으로부터 맞닿음면(42)에 적절히 전달할 수 있다. 또한 가압 로드(61)의 후단면(61b)은, 가압 로드(61)의 축선과 직교하는 평탄면을 갖고 있다. 또한 후단면(61b)은, 신호압 P가 작용하는 작용면으로서 기능할 수 있는 형상을 갖고 있으면 되며, 그 구체적 형상은 특별히 한정되지 않는다. 후단면(61b)은, 가압 로드(61)의 축선에 대하여 경사진 평탄면을 가져도 되고, 곡면을 포함해도 된다. 예를 들어 후단면(61b)은, 가압 로드(61)로부터 돌출하는 구면상, 가압 로드(61)를 향하여 오목한 구면상, 파상, 복수의 평탄면을 조합한 형상, 복수의 곡면을 조합한 형상, 평탄면과 곡면을 조합한 형상, 단차부를 포함하는 형상 등이어도 된다.
제1 하우징 블록(21)(하우징(20))에는, 가압 로드(61)의 측면(61c)을 가이드하기 위한 제1 가이드부(가이드부)(23)가 마련되어 있으며, 가압 로드(61)는 제1 가이드부(23)에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 배치되어 있다. 이 때문에 가압 로드(61)는, 그 일부가 제1 가이드부(23) 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 제1 가이드부(23)는 제1 하우징 블록(21)에 마련된 관통 구멍으로 구성되며, 가압 로드(61)의 단면 형상과 상보 형상을 이루는 단면 형상을 갖고 있다. 즉, 제1 가이드부(23)는 원형 단면을 가진 원통형의 관통 구멍으로 구성되어 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 제1 가이드부(23)는 제1 하우징 블록(21)(하우징(20))과 일체로 마련되어 있다. 제1 가이드부(23)를 제1 하우징 블록(21)과 일체로 마련하도록 하면, 제1 가이드부(23)는 제1 하우징 블록(21)에 천공함으로써 형성할 수 있어, 간단한 가공으로 제1 가이드부(23)를 형성하는 것이 가능해진다. 또한 제1 가이드부(23)를 마련하기 위하여 추가의 부재를 필요로 하지 않으므로, 유압 펌프(10)의 부품 개수의 삭감 및 비용의 삭감에 공헌한다. 또한 제1 가이드부(23)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로서, 제1 하우징 블록(21)과 다른, 예를 들어 원통형의 부재를 사용하여 형성된 제1 가이드부(23)를, 하우징(20)에 설치하도록 해도 된다.
제1 하우징 블록(21)(하우징(20))에는, 제1 가이드부(23)에 연통되는 오목부(29)가 형성되어 있으며, 이 오목부(29)에는 가압 핀 유닛(70)의 볼록부(78)가 끼워넣어진다.
가압 로드(61)로 경사판(40)을 가압할 때, 경사판(40)으로부터의 반력에 의하여 가압 로드(61)에, 가압 로드(61)의 축선 방향에 대하여 경사진 방향의 힘이 작용하는 경우가 있다. 본 실시 형태의 유압 펌프(10)는 상술한 제1 가이드부(23)를 갖고 있음으로써, 가압 로드(61)에, 가압 로드(61)의 축선 방향에 대하여 경사진 방향의 힘이 작용하더라도, 제1 가이드부(23)가 가압 로드(61)를 적절히 보유 지지할 수 있으므로, 가압 로드(61)를 안정적으로 동작시킬 수 있다.
도 1에 도시된 예에서는, 가압 로드(61)의 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 다른 펌프로부터의 압유가 공급된다. 도시된 예에서는 다른 펌프로서, 유압 펌프(10)에 설치된 기어 펌프(14)를 사용한다. 압유는 기어 펌프(14)로부터 공급 라인 L을 통과하여 제1 가이드부(23) 내에 공급된다. 공급 라인 L은 일례로서, 기어 펌프(14) 및 하우징(20)(제1 하우징 블록(21))의 내부를 통과하여 제1 가이드부(23)로 개구되는 통로로 할 수 있다. 또한, 다른 펌프는, 유압 펌프(10)로부터 독립되게 배치된 유압 펌프여도 되고, 기어 펌프 이외의 유압 펌프여도 된다.
다른 펌프로부터 공급된 압유는, 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이의 마찰 저항을 감소시키는 윤활유로서 기능한다. 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 가압 로드의 측면에, 하우징 내 또는 제1 하우징 블록의 오목부 내에 유지된 오일이 공급되며, 이것에 의하여 가압 로드의 측면과 제1 가이드부 사이의 윤활이 행해지고 있었다. 본 실시 형태에서는, 다른 펌프로부터 토출된 압유를 소정의 압력으로 강제적으로 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 공급하므로, 더 효과적으로 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이의 윤활을 행할 수 있다. 특히 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 가압 로드가 움직이기 시작할 때, 가압 핀에 의한 가압력이 발생하기 시작하더라도 가압 로드가 움직이지 않고, 가압 핀에 의한 가압력이 어느 크기로 되고 나서 급작스럽게 가압 로드가 움직이기 시작하는 경우가 있었다. 이것에 의하여, 경사판의 틸팅각이 급격히 변화되어 유압 펌프에 의한 압유의 토출을 안정적으로 행하지 못하게 될 우려가 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 다른 펌프로부터 토출된 압유를 소정의 압력으로 강제적으로 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 공급함으로써 가압 로드(61)를 원활히 이동시키는 것이 가능해져, 유압 펌프(10)에 의한 압유의 토출을 안정적으로 행할 수 있다.
또한 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 각 가압 핀에 의한 가압력은, 가압 로드의 후단면에 있어서의 중심으로부터 직경 방향으로 어긋난 위치에 작용한다. 이것에 기인하여, 당해 가압력에 의하여 가압된 가압 로드에는, 가압 로드의 긴 쪽 방향과 직교하는 축선 주위로 회전하는 모멘트가 발생할 수 있다. 이 모멘트에 의하여 가압 로드는 제1 가이드부에 밀어붙여져, 가압 로드와 제1 가이드부 사이에는 비교적 큰 마찰을 발생시킨다. 이것에 의하여, 제1 압력실, 제2 압력실에 동일한 신호압이 입력되어 있음에도 불구하고, 경사판측을 향하는 이동 중과 경사판과 반대측을 향하는 이동 중에서 가압 로드의 위치가 상이한, 소위 히스테리시스가 발생할 우려도 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 다른 펌프로부터 토출된 압유를 소정의 압력으로 강제적으로 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 공급함으로써, 가압 로드(61)의 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 발생할 수 있는 마찰을 저감시켜, 가압 로드(61)의 위치에 대한 히스테리시스 발생을 억제할 수 있다.
가압 로드(61)의 측면(61c)에는, 다른 펌프로부터 공급된 압유를 유지하기 위한 오일 유지 홈(65)이 마련되어 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 오일 유지 홈(65)은 가압 로드(61)의 긴 쪽 방향(축 방향)으로 소정의 폭을 갖고, 직경 방향으로 소정의 깊이를 가지며, 측면(61c)을 따른 주위 방향의 전체 주위에 걸쳐 형성되어 있다. 달리 말하면, 가압 로드(61)는, 상대적으로 그 직경이 가늘게 된 소경부와, 긴 쪽 방향을 따라 소경부의 선단측(선단면(61a)측)에 인접하여 소경부의 직경보다도 큰 직경을 갖는 제1 대경부와, 긴 쪽 방향을 따라 소경부의 후단측(후단면(61b)측)에 인접하여 소경부의 직경보다도 큰 직경을 갖는 제2 대경부를 갖고 있다. 도시된 예에서는, 제1 대경부의 직경과 제2 대경부의 직경은 동일하다. 오일 유지 홈(65)의 직경 방향을 따른 깊이는, 일례로서 0.5㎜ 이상 1.5㎜ 이하로 할 수 있다. 가압 로드(61)가 이와 같은 오일 유지 홈(65)을 갖고 있음으로써 가압 로드(61)와 제1 가이드부(23) 사이에는 원통형의 간극이 형성되어, 이 간극에 다른 펌프로부터 공급된 압유를 유지하는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 오일 유지 홈(65)으로부터 제1 대경부와 제1 가이드부(23) 사이, 및 제2의 대경부와 제1 가이드부(23) 사이에 안정적으로 균일하게 윤활유를 공급할 수 있다. 따라서 가압 로드(61)를 안정적으로 원활히 동작시킬 수 있다. 또한 오일 유지 홈(65)의 구체적 형상은, 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않는다.
가압 로드(61)의 표면에는, 가압 로드(61) 등의 마모를 억제하기 위하여 표면 처리가 실시되어도 된다. 가압 로드(61)의 선단면(61a)에 표면 처리가 실시되면, 선단면(61a)과 경사판(40)의 맞닿음면(42) 사이의 마찰 저항을 감소시켜 선단면(61a) 및 맞닿음면(42)의 마모를 억제할 수 있다. 가압 로드(61)의 측면(61c)에 표면 처리가 실시되면, 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이의 마찰 저항을 감소시켜 측면(61c) 및 제1 가이드부(23)의 마모를 억제할 수 있다. 또한 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 표면 처리가 실시되면 후단면(61b), 그리고 당해 후단면(61b)과 맞닿는 제1 가압 핀(71) 및 조정 핀(73)의 마모를 억제할 수 있다. 이러한 표면 처리는, 예를 들어 가압 로드(61)의 표면에 아몰퍼스 카본막을 형성함으로써 행할 수 있다.
가압 로드(61)와 가압 핀 유닛(70) 사이에는 제1 압력실(81)이 형성되어 있다. 더 상세하게는, 가압 로드(61)의 후단면(61b)과 가압 핀 유닛(70) 사이에 위치하는 공간이 제1 압력실(81)로 되어 있다. 제1 압력실(81)에는 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽인 신호압 P가 입력된다. 이것에 의하여 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 신호압 P가 작용한다. 특히 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 신호압 P가 직접적으로 작용한다. 여기서 「직접적으로 작용한다」는 것은, 신호압 P가, 예를 들어 가압 핀과 같은 다른 부재를 통하는 일 없이 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 작용하는 것을 의미한다.
유량 제어 신호압이란, 유압 펌프(10)가 내장된 작업 기계 등을 조작하는 오퍼레이터에 의한 레버 조작에 대응하여 생성되는 신호압이다. 더 구체적으로는, 유량 제어 신호압은, 오퍼레이터에 의한 레버 조작에 따른 컨트롤 밸브의 동작에 대응하여 생성되는 신호압이다. 예를 들어 네거티브 유량 제어(네거티브 컨트롤) 기구에서는, 가변 용량형 유압 펌프로부터 컨트롤 밸브를 경유하여 탱크로 향하는 센터 바이패스 라인에 있어서의, 컨트롤 밸브와 탱크 사이에 오리피스가 마련된다. 그리고 이 오리피스를 통과하는 압유의 누설 유량이 오리피스의 배압으로서 검출되고, 검출된 배압이 상기 가변 용량형 유압 펌프에 네거티브 유량 제어 신호압으로서 피드백된다. 일례로서 이 네거티브 유량 제어 신호압을 유량 제어 신호압으로서 제1 압력실(81)에 입력할 수 있다.
또한 유량 제어 신호압으로서 로드 센싱(LS) 유량 제어 신호압을 이용하는 것도 가능하다. 로드 센싱 유량 제어 기구로부터의 유량 감소 신호압이 제1 압력실(81) 내에 입력되면, 가압 로드(61)가 경사판(40)측을 향하여 가압되어 경사판(40)의 틸팅각이 작아진다. 이것에 의하여, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유량이 감소한다.
또한 마력 시프트 신호압이란, 유압 펌프(10)로부터의 압유의 최대 토출 유량을 감소(시프트)시키기 위한 신호압이다. 예를 들어 표고가 높은 장소에서 유압 펌프(10)가 내장된 작업 기계 등을 사용하는 경우, 대기 중에 포함되는 산소량이 적은 점에서 엔진 등의 동력원으로부터 출력되는 구동력이 저하된다. 이 상태에서 유압 펌프(10)로부터 최대 토출 유량으로 압유를 토출하도록 경사판(40)의 틸팅각을 최대로 하면, 동력원에 높은 부하가 걸려 동력원이 스톨될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 표고가 높은 장소에서는 제1 압력실(81)에 마력 시프트 신호압을 입력하여 경사판(40)의 최대 틸팅각을 작게 시프트시켜, 유압 펌프(10)로부터의 압유의 최대 토출 유량을 감소시킬 수 있다.
유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압은, 어느 한쪽만이 제1 압력실(81)에 입력되어도 되고, 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압의 양쪽이 제1 압력실(81)에 입력되어도 된다.
이와 같이, 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용하도록 함으로써, 특허문헌 1에 개시된 기술에 있어서 비교적 부품 치수가 커지는 가압 피스톤을 생략할 수 있으며, 이것에 의하여 유압 펌프(10)의 대형화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 오퍼레이터의 레버 조작에 따라 컨트롤 밸브에서 생성된 신호압이 제4 가압 핀을 통해, 가압 로드의 후단면에 있어서의 중심으로부터 직경 방향으로 어긋난 위치에 작용한다. 이것에 기인하여, 당해 신호압에 의하여 가압된 가압 로드에는, 가압 로드의 긴 쪽 방향과 직교하는 축선 주위로 회전하는 모멘트가 발생할 수 있다. 이 모멘트에 의하여 가압 로드는 제1 가이드부에 밀어붙어져, 가압 로드와 제1 가이드부 사이에는 비교적 큰 마찰을 발생시킨다. 이것에 의하여, 가압 로드 및 제1 가이드부가 마모되어 가압 로드의 동작이 불안정해질 우려가 있다. 또한 가압 로드와 제1 가이드부 사이에 마찰이 발생함으로써, 제2 압력실에 동일한 신호압이 입력되어 있음에도 불구하고, 경사판측을 향하는 이동 중과 경사판과 반대측을 향하는 이동 중에서 가압 로드의 위치가 상이한, 소위 히스테리시스가 발생할 우려도 있다. 이것에 의해서도 가압 로드의 동작이 불안정해질 우려가 있다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 가압 로드(61)의 후단면(61b)의 전체에 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용하게 되어, 가압 로드의 긴 쪽 방향과 직교하는 축선 주위로 회전하는 모멘트의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서 가압 로드(61) 및 제1 가이드부(23)의 마모, 그리고 가압 로드(61)의 위치에 대한 히스테리시스 발생을 억제할 수 있다. 즉, 유압 펌프(10)의 동작에 안정성을 부여하는 것이 가능해진다.
또한 가압 로드(61)의 후단면(61b)의 면적은 제1 가압 핀(71)의 단면적과 비교하여 충분히 크므로, 비교적 작은 신호압이 제1 압력실(81)에 입력된 경우에도, 가압 피스톤을 사용하는 일 없이 가압 로드(61)가 경사판(40)의 틸팅각을 변경하기 위하여 충분한 가압력을 발휘할 수 있다.
다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하여 가압 핀 유닛(70)의 구체적 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 대응하는 단면을 도시하고 있다. 도시된 예에서는, 가압 핀 유닛(70)은 복수의 제1 가압 핀(71), 조정 핀(73), 어저스터(77) 및 유닛 케이스(76)를 갖고 있다. 각 제1 가압 핀(71)은, 각 제1 가압 핀(71)에 대응하는 신호압에 따라 가압 로드(61)를 통해 경사판(40)을 가압한다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제1 가압 핀(71)은 전체로서 대략 원기둥형의 형상을 가지며, 그 축선이 가압 로드(61)의 축선과 평행을 이루도록 하여 가압 로드(61)의 경사판(40)과 반대측에 배치되어 있다. 특히 도시된 예에서는, 제1 가압 핀(71)은, 그 축선이 회전축선 A와 평행을 이루도록 하여 배치되어 있다. 제1 가압 핀(71)의 가압 로드(61)에 대면하는 선단면은 평탄면을 갖고 있다. 또한 이에 한정되지 않으며, 제1 가압 핀(71)의 선단면은 구면상 등의, 평탄면 이외의 형상을 갖고 있어도 된다.
유닛 케이스(76)에는, 제1 가압 핀(71)의 측면을 가이드하기 위한 복수의 제2 가이드부(75)가 마련되어 있으며, 각 제1 가압 핀(71)은 각 제2 가이드부(75)에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 배치되어 있다. 이 때문에 각 제1 가압 핀(71)은, 적어도 그 일부가 대응하는 제2 가이드부(75) 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 각 제2 가이드부(75)는 유닛 케이스(76)에 마련된 구멍으로 구성되며, 제1 가압 핀(71)의 단면 형상과 상보 형상을 이루는 단면 형상을 갖고 있다. 즉, 각 제2 가이드부(75)는 원형 단면을 가진 원통형의 구멍으로 구성되어 있다. 또한 제2 가이드부(75) 내의, 제1 가압 핀(71)의 가압 로드(61)와 반대측에는, 제1 가압 핀(71)에 대한 신호압을 받는 제2 압력실(82)이 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 제2 가이드부(75)는 유닛 케이스(76)와 일체로 마련되어 있다. 제2 가이드부(75)를 유닛 케이스(76)와 일체로 마련하도록 하면, 각 제2 가이드부(75)는 유닛 케이스(76)에 천공함으로써 형성할 수 있어, 간단한 가공으로 제2 가이드부(75)를 형성하는 것이 가능해진다. 또한 제2 가이드부(75)를 마련하기 위하여 추가의 부재를 필요로 하지 않으므로, 유압 펌프(10)의 부품 개수의 삭감 및 비용의 삭감에 공헌한다. 또한 제2 가이드부(75)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로서, 유닛 케이스(76)와 다른, 예를 들어 원통형의 부재를 사용하여 형성된 제2 가이드부(75)를, 유닛 케이스(76)에 설치하도록 해도 된다.
조정 핀(73)은, 가압 로드(61)가 가장 경사판(40)과 반대측으로 압입된 때의 가압 로드(61)의 위치를 조정하기 위한 부재이다. 그 때문에 조정 핀(73)은, 어저스터(77)에 의하여 그 긴 쪽 방향에 있어서의 위치를 조정 가능하게 되어 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 어저스터(77)는 고정 나사 및 너트로 구성되어 있다. 유닛 케이스(76)에는, 당해 유닛 케이스(76)에 있어서의 가압 로드(61)와 반대측의 면과, 조정 핀(73)의 가압 로드(61)와 반대측의 단부가 수용되는 후실(89)을 접속하는 관통 구멍이 형성되어 있으며, 어저스터(77)의 고정 나사가 이 관통 구멍에 대하여 나사 결합하고 있다. 따라서 고정 나사를 회전시켜, 고정 나사의 관통 구멍에 대한 위치를 변경함으로써, 조정 핀(73)의, 그 긴 쪽 방향에 있어서의 위치를 조정할 수 있다.
유닛 케이스(76)의 하우징(20)측(가압 로드(61)측)에는, 제1 가압 핀(71)을 둘러싸도록 하여 형성된 볼록부(78)를 갖고 있다. 이 볼록부(78)는, 제1 하우징 블록(21)(하우징(20))에 마련된 오목부(29)에 끼워넣어진다. 도 2에 도시한 바와 같이 볼록부(78)는 원 형상의 단면을 갖고 있다. 또한 제1 하우징 블록(21)의 오목부(29)도 볼록부(78)의 단면 형상에 대응하여 원 형상의 단면 형상을 갖고 있다.
제1 가압 핀(71)은, 각 제1 가압 핀(71)에 대응하는 신호압에 따라 가압 로드(61)를 경사판(40)을 향하여 가압할 수 있도록 구성되어 있으면 그 구체적 형상 및 배치는 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 각 제1 가압 핀(71)은, 주로 도 2를 참조하여 이하에 설명하는 바와 같은 형상 및 배치로 할 수 있다.
도 2에 도시된 예에서는, 각 제1 가압 핀(71) 및 조정 핀(73)은, 각 제1 가압 핀(71) 및 조정 핀(73)의 축선 방향에서 보아, 즉, 가압 로드(61)의 축선 방향에서 보아 모두 동일한 직경을 갖는 원형 단면을 갖고 있다. 이와 같은 형상을 갖는 제1 가압 핀(71) 및 조정 핀(73)에 의하면, 예를 들어 하나의 긴 형상의 봉재를 절단함으로써 각 제1 가압 핀(71) 및 조정 핀(73)을 제조할 수 있다. 또한 복수의 제2 가이드부(75)를 동일한 직경으로 천공함으로써 형성할 수 있다. 이것에 의하여, 각 제1 가압 핀(71), 조정 핀(73) 및 각 제2 가이드부(75)의 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있다.
또한 도시된 예에서는, 각 제1 가압 핀(71)의 축선 방향에서 보아, 각 제1 가압 핀(71)은, 그 중심(축선)이 하나의 원주 C 상에 위치하도록 배치되어 있다. 특히 각 제1 가압 핀(71)은 하나의 원주 C를 따라 서로 등간격을 갖고 배치되어 있다. 달리 말하면, 하나의 원주 C 상에서 인접하는 2개의 제1 가압 핀(71)에 의한 당해 원주 C의 중심에 있어서의 중심각은 모두 동등하게 되어 있다. 도시된 예에서는, 하나의 원주 C 상에서 인접하는 2개의 제1 가압 핀(71)에 의한 당해 원주 C의 중심에 있어서의 중심각은 모두 90°로 되어 있다. 또한 도시된 예에서는, 각 제1 가압 핀(71)의 축선 방향에서 보아, 각 제1 가압 핀(71)의 중심(축선)이 가압 로드(61)와 중첩되는 영역 내에 배치되어 있다. 또한 도시된 예에서는, 각 제1 가압 핀(71)의 축선 방향에서 보아, 각 제1 가압 핀(71)의 전체가 가압 로드(61)와 중첩되는 영역 내에 배치되어 있다. 제1 가압 핀(71)을 이와 같이 배치함으로써 가압 핀 유닛(70)을 효과적으로 소형화할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는, 가압 로드(61), 각 제1 가압 핀(71) 및 조정 핀(73)은 중실 부재로 형성되어 있다. 가압 로드(61) 및 핀(71, 73)이 중실 부재로 형성되어 있으면, 가압 로드(61) 및 핀(71, 73)을 비교적 간단한 공정으로 제조할 수 있음과 함께, 가압 로드(61) 및 핀(71, 73)에 충분한 기계적 강도를 부여할 수 있다. 따라서 가압 로드(61) 및 핀(71, 73)을 소형화하면서 가압 로드(61) 및 핀(71, 73)의 변형을 효과적으로 방지하는 것이 가능해지며, 이것에 의하여 경사판(40)의 틸팅 동작을 지극히 안정적으로 행할 수 있다.
또한 조정 핀(73)의 측면에는 그 일단으로부터 타단에 걸쳐, 오일이 통류 가능한 홈 또는 노치가 마련되어 있어도 된다. 노치는 일례로서, 조정 핀(73)의 긴 쪽 방향으로 직교하는 단면이 대략 D자 형상으로 되도록 측면의 일부가 모따기되도록 해도 된다. 예를 들어 조정 핀(73)과 유닛 케이스(76)의 간극을 통해 제1 압력실(81)로부터 후실(89)에 오일이 유입되면, 이 오일의 존재에 의하여 조정 핀(73)의 위치가 가압 로드(61)측으로 어긋날 우려가 있다. 이에 대하여, 조정 핀(73)의 측면에 홈 또는 노치가 마련되어 있으면, 조정 핀(73)이 가압 로드(61)에 의하여 압박된 때, 후실(89)에 유입된 오일을 이 홈 또는 노치를 통해 신속히 제1 압력실(81)로 복귀시킬 수 있다. 따라서 가압 로드(61)가 가장 경사판(40)과 반대측으로 압입된 때의 가압 로드(61)의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
각 제1 가압 핀(71)에 대응하는 각 제2 압력실(82)에는, 예를 들어 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨 등의 외부 기기의 작동에 대응한 신호압 등이 입력된다. 유압 펌프(10)가, 하나의 펌프로 2개의 펌프의 기능을 갖는, 소위 스플릿 플로 구조의 유압 펌프인 경우, 유압 펌프(10)로부터 토출된 2개의 작동유에 의한 신호압은 각각 다른 제1 가압 핀(71)에 입력할 수 있다.
따라서 각 제1 가압 핀(71)은, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압이나, 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨 등의 외부 기기의 작동에 대응한 신호압 등에 의하여 구동된다. 이것에 의하여 각 제1 가압 핀(71)은 각각 가압 로드(61)를 경사판(40)을 향하여 가압한다.
다음으로, 경사판(40)의 틸팅 동작에 대하여 설명한다. 유압 펌프(10)의 회전축(25)은, 예를 들어 디젤 엔진 등의 구동원에 의하여 구동된다. 이 구동원에 대하여 구동원의 구동력보다 큰 부하가 걸리면 구동원은 스톨된다. 따라서 구동원에 대한 부하가 구동원의 구동력 이하로 되도록 유압 펌프(10)의 동작을 제어할 필요가 있다. 또한 유압 기기에 있어서는, 하나의 구동원으로 복수의 유압 펌프를 구동시키는 경우가 있다. 이 경우, 하나의 구동원으로 구동되는 복수의 유압 펌프의 합계의 구동력이 구동원의 구동력 이하로 되도록 유압 펌프(10)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다. 또한 동일한 구동원으로 에어컨 등의 외부 기기가 구동되는 경우, 이 외부 기기에 의한 구동원에의 부하도 고려하여 유압 펌프(10)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
또한 유압 기기를 조작하는 오퍼레이터가 조작 레버를 조작하고 있지 않을 때는, 유압 펌프로부터 토출되는 작동유로 구동되는 유압 액추에이터는 동작하지 않는다. 또한 오퍼레이터가 조작 레버를 얕은 각도로 조작(미세 조작)하고 있을 때는, 유압 액추에이터는 천천히 동작(미동작)한다. 이들의 경우, 유압 액추에이터는 유압 펌프로부터의 작동유를 소량밖에 필요로 하지 않으며, 유압 액추에이터의 구동에 사용되지 않는 작동유는 종래, 회수 탱크 등에 배출되고 있었다. 그러나 이 경우, 유압 펌프의 구동력의 대부분이 낭비되며, 유압 펌프를 구동하는 디젤 엔진 등의 구동원에서 소비되는 연료에도 낭비가 발생하고 있었다. 종래, 소위 고급 유압 기기에 있어서는, 유압 액추에이터의 비동작 시 및 미동작 시에 유압 펌프의 작동유의 토출량을 감소시키는 기능을 갖는 것이 있었다. 그러나 저렴한 유압 기기에 있어서 이와 같은 기능을 가진 것은 실현되어 있지 않았다. 따라서 간단한 기구에 의하여 유압 액추에이터의 비동작 시 및 미동작 시에 유압 펌프의 작동유의 토출량을 감소시키는 기능을 실현할 것이 요망된다.
여기서는, 제1 압력실(81)에 네거티브 유량 제어 신호압이 입력되고, 각 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에, 각각 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압, 및 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨의 작동에 대응한 신호압이 입력되는 예에 대하여 설명한다.
또한 신호압이 입력되지 않는 제2 압력실(82)에 대응하는 제1 가압 핀(71)은 예비용 가압 핀으로 할 수 있다. 이와 같은 예비용 가압 핀을 갖고 있으면, 다른 유압 펌프나 외부 기기를 추가하여 당해 유압 펌프나 외부 기기의 동작도 고려하여 유압 펌프(10)를 제어하고자 하는 경우에, 당해 유압 펌프나 외부 기기로부터의 신호압을, 예비용 가압 핀에 대응하는 제2 압력실(82)에 입력함으로써, 이 예비용 가압 핀을, 당해 유압 펌프나 외부 기기에 대응한 가압 핀으로서 이용할 수 있다. 따라서 다른 유압 펌프나 외부 기기의 추가에 유연하게 대응할 수 있어, 유압 펌프(10)의 범용성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
경사판(40)은 제1 가압 수단(50)에 의하여 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 가압되고, 제2 가압 수단(60)에 의하여 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 가압된다. 경사판(40)은, 제1 가압 수단(50)의 가압력에 의한 경사판(40)의 틸팅축 주위의 모멘트(도 1에서는 반시계 방향의 모멘트)의 크기와, 제2 가압 수단(60)에 의한 경사판(40)의 틸팅축 주위의 모멘트(도 1에서는 시계 방향의 모멘트)의 크기가 동등해지는 위치에 틸팅되어 정지한다.
여기서 설명하는 예에서는, 제1 압력실(81)에는 유량 제어 신호압이 입력된다. 구체적으로는, 네거티브 유량 제어 기구의 센터 바이패스 라인에 있어서의 오리피스의 배압이 검출되고, 이 검출된 배압이 네거티브 유량 제어 신호압으로서 제1 압력실(81)에 입력된다. 제1 압력실(81)에 입력된 유량 제어 신호압은 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 작용한다. 특히 제1 압력실(81)에 입력된 유량 제어 신호압은 가압 로드(61)의 후단면(61b)을 압박한다.
유압 액추에이터를 비동작 또는 미동작시키기 위하여, 네거티브 유량 제어 기구에 있어서 컨트롤 밸브를 조작함으로써, 컨트롤 밸브를 경유하여 유압 액추에이터를 향하는 압유의 유량을 감소시키면, 유압 펌프(10)로부터 컨트롤 밸브를 경유하여, 즉, 센터 바이패스 라인을 통과하여 탱크로 복귀되는 압유의 유량은 증가한다. 센터 바이패스 라인에 있어서의 컨트롤 밸브와 탱크 사이에는 오리피스가 마련되어 있으며, 센터 바이패스 라인을 통과하는 압유의 유량이 증가하면, 센터 바이패스 라인의 오리피스의 앞쪽에 있어서의 압유의 압력(배압)이 증대된다. 이 배압을 네거티브 유량 제어 신호압으로서 제1 압력실(81)에 입력함으로써, 이 신호압이 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 작용하여, 가압 로드(61)가 경사판(40)(맞닿음면(42))을 향하여 가압된다.
복수의 제1 가압 핀(71) 중의 하나의 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에는, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이 입력된다. 예를 들어 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유의 유로가 분기되어 제2 압력실(82)에 접속됨으로써, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이, 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에 입력된다. 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유로 구동되는 유압 액추에이터의 부하가 커진 경우, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 압력이 커진다. 즉, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이 커진다. 그리고 이 신호압에 의하여 제1 가압 핀(71)이 가압 로드(61)를 향하여 가압된다. 따라서 제1 가압 핀(71)은 가압 로드(61)를 통해 경사판(40)(맞닿음면(42))을 가압한다.
다른 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에는, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압이 입력된다. 예를 들어 다른 유압 펌프로부터 토출된 작동유의 유로가 분기되어 제2 압력실(82)에 접속됨으로써, 당해 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이, 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에 입력된다. 다른 유압 펌프로부터 토출되는 작동유로 구동되는 유압 액추에이터의 부하가 커진 경우, 당해 유압 펌프로부터 토출되는 작동유의 압력이 커진다. 즉, 다른 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의한 신호압이 커진다. 그리고 이 신호압에 의하여 제1 가압 핀(71)이 가압 로드(61)를 향하여 가압된다. 따라서 제1 가압 핀(71)은 가압 로드(61)를 통해 경사판(40)(맞닿음면(42))을 가압한다.
또 다른 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에는, 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨의 작동에 대응한 신호압이 입력된다. 예를 들어 다른 유압 회로를 분기하여 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에 접속한다. 또한 당해 유압 회로로부터 분기된 개소와 제2 압력실(82) 사이의 작동유의 유로에 솔레노이드 밸브(전자 밸브) 등의 밸브를 마련한다. 그리고 에어컨이 작동하고 있지 않는 동안에는 밸브에 의하여 작동유의 유로를 폐쇄해 두고, 에어컨이 작동하면 그 신호(전기 신호)를 받아 밸브가 동작하여 작동유의 유로를 개방한다. 이것에 의하여, 에어컨이 작동하고 있지 않은 동안에는 제1 가압 핀(71)에 대응하는 제2 압력실(82)에는 신호압이 입력되지 않고, 에어컨이 작동하면 당해 제2 압력실(82)에 다른 유압 회로로부터 신호압이 입력된다. 그리고 이 신호압에 의하여 제1 가압 핀(71)이 가압 로드(61)를 향하여 가압된다. 따라서 제1 가압 핀(71)은 가압 로드(61)를 통해 경사판(40)(맞닿음면(42))을 가압한다.
가압 로드(61)를 경사판(40)(맞닿음면(42))에 가압하는 가압력, 즉, 제2 가압 수단(60)에 의한 경사판(40)에의 가압력은, 제1 가압 핀(71)의 가압 로드(61)에의 가압력의 합으로 된다. 제2 가압 수단(60)의 가압력에 의한 경사판(40)의 틸팅축 주위의 모멘트(도 1에서는 시계 방향의 모멘트)가, 제1 가압 수단(50)의 가압력에 의한 경사판(40)의 틸팅축 주위의 모멘트(도 1에서는 반시계 방향의 모멘트)보다도 커지면, 경사판(40)은 그 틸팅각이 작아지도록 틸팅하고, 제2 가압 수단(60)의 가압력에 의한 경사판(40)의 틸팅축 주위의 모멘트와, 제1 가압 수단(50)의 가압력에 의한 경사판(40)의 틸팅축 주위의 모멘트가 균형을 이루면, 경사판(40)은 틸팅을 정지한다. 이것에 의하여, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 유량은 감소한다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)에서는, 오퍼레이터가 조작 레버를 조작하고 있지 않거나 또는 미세 조작하고 있거나, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유로 구동되는 유압 액추에이터의 부하가 증대되거나, 동일한 구동원에 의하여 구동되는 다른 유압 펌프의 부하가 증대되거나, 동일한 구동원에 의하여 구동되는 에어컨 등의 외부 기기가 작동하는 것 중 적어도 하나에 들어맞는 경우에 제2 가압 수단(60)의 가압력이 증대되고, 경사판(40)은 그 틸팅각이 작아지도록 틸팅하여, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 유량이 감소하게 된다. 이것에 의하여, 유압 펌프(10)를 구동하는 디젤 엔진 등의 구동원의 스톨의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 구동원에서 소비되는 연료의 낭비를 삭감하여, 유압 펌프(10)를 구비한 유압 기기의 에너지 절약성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)는, 회전축선 A 주위로 회전하는 실린더 블록(30)이며, 회전축선 A 방향을 따라 연장되는 복수의 실린더 구멍(32)이 형성된 실린더 블록(30)과, 각 실린더 구멍(32) 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤(38)과, 실린더 블록(30)이 회전축선 A 주위로 회전함으로써 각 피스톤(38)을 각 실린더 구멍(32) 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 경사판(40)이며, 그 틸팅각을 변경 가능하게 구성된 경사판(40)과, 경사판(40)의 틸팅각이 커지는 방향으로 경사판(40)을 가압하는 제1 가압 수단(50)과, 경사판(40)의 틸팅각이 작아지는 방향으로 경사판(40)을 가압하는 제2 가압 수단(60)을 갖고, 제2 가압 수단(60)은, 경사판(40)을 가압하는 가압 로드(61)를 갖고, 가압 로드(61)에 있어서의 경사판(40)과 반대측의 후단면(61b)에는 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용한다.
이와 같은 유압 펌프(10)에 의하면, 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용하도록 함으로써, 비교적 부품 치수가 커지는 가압 피스톤을 생략할 수 있어 유압 펌프(10)의 대형화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 이와 같은 유압 펌프(10)에 의하면, 가압 로드(61)의 후단면(61b)의 전체에 유량 제어 신호압 및/또는 마력 시프트 신호압이 작용하게 되어, 가압 로드(61)의 긴 쪽 방향과 직교하는 축선 주위로 회전하는 모멘트의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서 가압 로드(61) 및 제1 가이드부(23)의 마모, 그리고 가압 로드(61)의 위치에 대한 히스테리시스 발생을 억제할 수 있다. 즉, 유압 펌프(10)를 안정적으로 동작시킬 수 있다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)에서는, 후단면(61b)에 유량 제어 신호압이 작용한다.
또한 본 실시 형태의 유압 펌프(10)에서는, 유량 제어 신호압은 네거티브 유량 제어 신호압이다.
이와 같은 유압 펌프(10)에 의하면, 유압 액추에이터의 비동작 시 및 미동작 시에 제2 가압 수단(60)의 가압력이 증대되고, 경사판(40)은 그 틸팅각이 작아지도록 틸팅하여, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 유량이 감소하게 된다. 이것에 의하여, 유압 펌프(10)를 구동하는 디젤 엔진 등의 구동원의 스톨의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 구동원에서 소비되는 연료의 낭비를 삭감하여, 유압 펌프(10)를 구비한 유압 기기의 에너지 절약성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한 유량 제어 신호압은 로드 센싱 유량 제어 신호압이어도 된다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)는, 가압 로드(61)의 측면(61c)을 가이드하는 가이드부(23)를 더 가지며, 측면(61c)과 가이드부(23) 사이에 다른 펌프로부터의 압유가 공급된다.
이와 같은 유압 펌프(10)에 의하면, 다른 펌프로부터 토출된 압유를 소정의 압력으로 강제적으로 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 공급함으로써 가압 로드(61)를 원활히 이동시키는 것이 가능해져, 유압 펌프(10)에 의한 압유의 토출을 안정적으로 행할 수 있음과 함께, 가압 로드(61)의 측면(61c)과 제1 가이드부(23) 사이에 발생할 수 있는 마찰을 저감시켜, 가압 로드(61)의 위치에 대한 히스테리시스 발생을 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 유압 펌프(10)에서는, 제2 가압 수단(60)은 가압 핀(71)을 더 가지며, 가압 핀(71)은, 가압 핀(71)에 대응하는 신호압에 따라 가압 로드(61)를 통해 경사판(40)을 가압한다.
이와 같은 유압 펌프(10)에 의하면, 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 작용하는 유량 제어 신호압 및/또는 마력 시프트 신호압 외에, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 신호압, 동일한 구동원으로 구동되는 다른 유압 펌프로부터의 신호압, 동일한 구동원으로 구동되는 에어컨의 작동에 대응한 신호압 등의 다른 신호압에 의해서도 가압 로드(61)를 경사판(40)을 향하여 가압할 수 있다. 즉, 유량 제어 신호압 및/또는 마력 시프트 신호압 이외의 다른 신호압에 기초하여, 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유의 유량을 제어할 수 있다. 따라서 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유의 유량을, 더 높은 자유도를 갖고 제어하는 것이 가능해진다.
또한 상술한 실시 형태에 대하여 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 이하, 도면을 적절히 참조하면서 변형예에 대하여 설명한다. 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 상술한 실시 형태와 동등하게 구성될 수 있는 부분에 대하여, 상술한 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하는 것으로 하여, 중복되는 설명을 생략한다.
도 3은, 유압 펌프(10)의 일 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제1 압력실(81)에 입력되는 신호압 P에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 예에서는, 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽인 신호압 P는 오리피스(91)를 통해 제1 압력실(81)에 입력된다. 즉, 신호압 P는 오리피스(91)를 통해 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 작용한다.
유압 펌프, 컨트롤 밸브 및 각 액추에이터가, 폐쇄된 유압 회로(클로즈드 회로)을 구성하는 경우, 압유가 이들 유압 펌프, 컨트롤 밸브 및 각 액추에이터를 경유하여 제1 압력실에 입력되는 점에서, 신호압 P가 발진하는 경우가 있다. 신호압 P가 발진하면 가압 로드의 동작이 불안정해지며, 이것에 의하여 유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량도 안정되지 않게 된다. 이에 대하여, 본 변형예의 유압 펌프(10)에서는, 오리피스(91)에 의하여 그 진폭을 작게 하여 신호압 P를 제1 압력실에 입력할 수 있다. 따라서 가압 로드의 동작 및 유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 안정시킬 수 있다.
도 4는, 유압 펌프(10)의 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제1 압력실(81)에 입력되는 신호압 P에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 예에서는, 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽인 신호압 P는 슬로 리턴 기구(93)를 통해 제1 압력실(81)에 입력된다. 즉, 신호압 P는 슬로 리턴 기구(93)를 통해 가압 로드(61)의 후단면(61b)에 작용한다.
슬로 리턴 기구(93)는 서로 병렬로 접속된 오리피스(94) 및 체크 밸브(95)를 갖고 있다. 본 변형예의 체크 밸브(95)는, 제1 압력실(81)로부터 유출되는 압유는 통과 가능하지만 제1 압력실(81)에 유입되는 압유는 통과 불가능해지도록 구성되어 있다. 또한 이에 한정되지 않으며, 체크 밸브(95)는, 제1 압력실(81)에 유입되는 압유는 통과 가능하지만 제1 압력실(81)로부터 유출되는 압유는 통과 불가능해지도록 구성되어 있어도 된다.
본 변형예에 의하면, 유압 펌프(10)에 슬로 리턴 기능을 부가할 수 있다. 특히 도시된 예에서는, 컨트롤 밸브로부터의 유량 증가 신호에 의하여 경사판(40)의 틸팅각을 크게 하여 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유의 유량을 증가시키는 경우, 즉, 가압 로드(61)를 경사판(40)과 반대측으로 이동시키는 경우에는 제1 압력실(81) 내의 압유가 슬로 리턴 기구(93)의 체크 밸브(95)를 통과하여 빠르게 유출되고, 컨트롤 밸브로부터의 유량 감소 신호에 의하여 경사판(40)의 틸팅각을 작게 하여 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키는 경우, 즉, 가압 로드(61)를 경사판(40)측으로 이동시키는 경우에는 압유가 슬로 리턴 기구(93)의 오리피스(94)를 통과하여 천천히 제1 압력실(81) 내에 유입된다.
도 5는, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제1 압력실(81)에 입력되는 신호압 P에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 예에서는, 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽인 신호압 P는, 전기 신호가 전자 비례 밸브(97)에 의하여 유압으로 변환되어 생성된다.
도시된 예에서는, 오일 공급원 S로부터의 압유가 전자 비례 밸브(97)를 통과하여 신호압 P로서 제1 압력실(81)에 입력된다. 전자 비례 밸브(97)는 유량 제어용 및/또는 마력 시프트용의 신호를 전기 신호로서 수취하고, 이 전기 신호에 따라 오일 공급원 S로부터의 압유의 유로의 개방도를 조정한다.
본 변형예에 의하면, 유량 제어용 및/또는 마력 시프트용의 신호를 전기 신호로서 취급할 수 있으므로 유압 배관을 감소시킬 수 있어, 유압 펌프(10)의 추가적인 소형화를 도모할 수 있다.
도 6은, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 유압 펌프(10)의 제1 압력실(81)에 입력되는 신호압 P에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 예에서는, 유량 제어 신호압 P1 및 마력 시프트 신호압 P2는 모두 셔틀 밸브(99)를 통과하여 제1 압력실(81)에 입력된다. 셔틀 밸브(99)에서는, 입력된 2개의 신호압 P1, P2 중 상대적으로 높은 압력을 갖는 신호압만이 통과 가능하고, 입력된 2개의 신호압 P1, P2 중 상대적으로 낮은 압력을 갖는 신호압은 통과불가능하다. 그리고 셔틀 밸브(99)를 통과한 어느 신호압 P1, P2만이 신호압 P로서 제1 압력실(81)에 입력된다. 즉, 신호압 P는, 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 상대적으로 높은 압력을 갖는 신호압이다.
본 변형예에 의하면, 유량 제어 신호압 P1 및 마력 시프트 신호압 P2 중 상대적으로 높은 압력을 갖는 신호압을 선택적으로 제1 압력실(81)에 입력할 수 있다.
또 다른 변형예로서, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 셔틀 밸브(99)를 통과한 신호압 P가 또한 오리피스(91)를 통과하여 제1 압력실(81)에 입력되도록 해도 된다. 또한 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 셔틀 밸브(99)를 통과한 신호압 P가 또한 슬로 리턴 기구(93)를 통과하여 제1 압력실(81)에 입력되도록 해도 된다.
도 9 및 도 10은, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 도면이며, 가압 로드(61)와 윤활유의 공급 구멍(68)의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 특히 도 9는, 가압 로드(61)가 가장 경사판(40)과 반대측에 위치할 때의, 가압 로드(61)와 윤활유의 공급 구멍(68)의 위치 관계를 도시하는 도면이고, 도 10은, 가압 로드(61)가 가장 경사판(40)측에 위치할 때의, 가압 로드(61)와 공급 구멍(68)의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 9 및 도 10에 도시된 예에서는, 가이드부(23)에, 다른 펌프로부터의 압유를 가압 로드(61)의 측면(61c)과 가이드부(23) 사이에 공급하기 위한 공급 구멍(68)이 마련되어 있다. 공급 구멍(68)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 가압 로드(61)가 가장 경사판(40)과 반대측에 위치할 때 가압 로드(61)의 오일 유지 홈(65)과 대면한다. 또한 공급 구멍(68)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 가압 로드(61)가 가장 경사판(40)측에 위치할 때도 가압 로드(61)의 오일 유지 홈(65)과 대면한다. 즉, 공급 구멍(68)은, 가압 로드(61)의 가이드부(23)를 따른 진퇴 동작 중의 어느 위치에 있어서도 오일 유지 홈(65)과 대면한다. 달리 말하면, 오일 유지 홈(65)은, 가압 로드(61)의 가이드부(23)를 따른 진퇴 동작 중의 어느 위치에 있어서도 공급 구멍(68)과 대면한다.
이와 같은 유압 펌프(10)에 의하면, 가압 로드(61)가 진퇴 동작 중의 어느 위치에 있더라도 공급 구멍(68)과 오일 유지 홈(65)을 서로 연통시킬 수 있다. 즉, 다른 펌프로부터의 압유를 항상 오일 유지 홈(65) 내에 공급할 수 있다. 따라서 가압 로드(61)의 측면(61c)과 가이드부(23) 사이의 윤활을 안정적으로 행하는 것이 가능해진다.
도 11은, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도이다. 본 변형예의 유압 펌프(10)는, 하나의 펌프로 2개의 펌프의 기능을 갖는, 소위 스플릿 플로 구조의 유압 펌프이며, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 2개의 신호압 Pa, Pb가 출력된다.
도시된 예에서는, 가압 핀 유닛(70)은 제2 가압 핀(72), 어저스터(77) 및 유닛 케이스(76)를 갖고 있다. 제2 가압 핀(72)은, 상대적으로 큰 직경을 갖는 대경부와, 대경부에 대하여 가압 로드(61)와 반대측에 인접하여 상대적으로 작은 직경을 갖는 소경부를 갖고 있다. 대경부 및 소경부는 모두 원기둥형으로 형성되어 있으며, 제2 가압 핀(72)의 긴 쪽 방향을 따라 본 때 원형의 단면을 갖고 있다. 대경부를 이루는 원기둥의 중심축과 소경부를 이루는 원기둥의 중심축은 일치하고 있다. 또한 대경부와 소경부는 일체로 형성되어 있다.
유닛 케이스(76) 내에는 제3 압력실(83) 및 제4 압력실(84)이 형성되어 있으며, 제2 가압 핀(72)의 대경부의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면 중, 소경부로부터 노출된 부분이 제3 압력실(83) 내에 위치하고, 제2 가압 핀(72)의 소경부의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면이 제4 압력실(84) 내에 위치하고 있다. 도시된 예에서는, 대경부의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면 중, 소경부로부터 노출된 부분의 면적과, 소경부의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면의 면적은, 동등하게 되어 있다.
유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 2개의 신호압 Pa, Pb는 각각 압력실(83, 84)에 입력된다. 즉, 신호압 Pa는 제3 압력실(83)에 입력되어, 대경부의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면 중, 소경부로부터 노출된 부분에 작용하여 제2 가압 핀(72)을 가압 로드(61)를 향하여 가압한다. 또한 신호압 Pb는 제4 압력실(84)에 입력되어, 소경부의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면에 작용하여 제2 가압 핀(72)을 가압 로드(61)를 향하여 가압한다. 이때, 제2 가압 핀(72)을 가압 로드(61)를 향하여 가압하는 가압력은, 신호압 Pa에 의한 가압력과 신호압 Pb에 의한 가압력의 합으로 된다.
스플릿 플로 구조의 유압 펌프(10)에 있어서, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 2개의 신호압 Pa, Pb로 가압 핀을 통해 가압 로드(61)를 가압하고자 하면, 2개의 가압 핀이 필요해진다. 이에 대하여, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 2개의 신호압 Pa, Pb의 합계에 따라 1개의 제2 가압 핀(72)을 사용하여 가압 로드(61)를 경사판(40)을 향하여 가압할 수 있다. 따라서 가압 핀 유닛(70)의 부품 개수를 삭감할 수 있다.
또한 본 변형예의 제2 가압 핀(72)은, 도 1에 도시한 유압 펌프(10)에 있어서의 조정 핀(73)의 기능도 겸비하고 있다. 즉, 제2 가압 핀(72)은, 어저스터(77)에 의하여 그 긴 쪽 방향에 있어서의 위치를 조정 가능하게 되어 있다. 이 경우, 1개의 제2 가압 핀(72)이 2개의 가압 핀 및 1개의 조정 핀의 3개의 핀의 기능을 발휘하게 되어, 가압 핀 유닛(70)의 부품 개수를 더 삭감할 수 있다.
도 12는, 유압 펌프(10)의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도이다. 본 변형예의 유압 펌프(10)는, 도 11을 참조하여 설명한 변형예와 동등하게 하나의 펌프로 2개의 펌프의 기능을 갖는, 소위 스플릿 플로 구조의 유압 펌프이며, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 2개의 신호압이 출력된다.
도시된 예에서는, 가압 핀 유닛(70)은 제2 가압 핀(72), 어저스터(77) 및 유닛 케이스(76)를 갖고 있다. 제2 가압 핀(72)은 원기둥형으로 형성되어 있으며, 제2 가압 핀(72)의 긴 쪽 방향을 따라 본 때 원형의 단면을 갖고 있다. 유닛 케이스(76) 내에는 제5 압력실(85)이 형성되어 있으며, 제2 가압 핀(72)의 가압 로드(61)와 반대측을 향하는 면이 제5 압력실(85) 내에 위치하고 있다.
제5 압력실(85)에는, 유압 펌프(10)로부터 토출된 작동유에 의한 2개의 신호압의 중간압 Pc가 입력된다. 중간압 Pc는, 2개의 신호압의 중간으로 되는 압력을 갖는 신호압이며, 2개의 신호압을 Pa, Pb라 하면,
Pc=(Pa+Pb)/2 … (1)
로 된다. 이 중간압 Pc로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평6-307330호 공보에 있어서의 「개구 구멍(53)」으로부터 유출된 압유에 의하여 「압력 연통로(54)」에 발생한 「중간압 P'」을 이용할 수 있다.
본 변형예에 의하면, 도 11을 참조하여 설명한 변형예와 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 또한 본 변형예에 의하면, 제2 가압 핀(72)을 단순한 원기둥 형상으로 할 수 있음과 함께, 제2 가압 핀(72)에 대응하여 유닛 케이스(76) 내에 마련하는 압력실을 하나의 제5 압력실(85)로 할 수 있다. 따라서 가압 핀 유닛(70)의 구조를 간략화할 수 있다.
또한 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한 변형예에 있어서, 제2 가압 핀(72)이외에 1 이상의 제1 가압 핀(71)을 마련하도록 해도 된다.
또 다른 변형예로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실시 형태에서는, 유압 펌프(10)가 4개의 제1 가압 핀(71)을 갖는 것을 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 유압 펌프(10)는 2개, 3개, 또는 5개 이상의 제1 가압 핀(71)을 갖고 있어도 된다.
또한 이상에 있어서 상술한 실시 형태에 대한 몇 가지 변형예를 설명해 왔지만, 당연히 복수의 변형예를 적절히 조합하여 적용하는 것도 가능하다.
10: 유압 펌프
14: 기어 펌프
16: 회전축
20: 하우징
21: 제1 하우징 블록
23: 제1 가이드부
29: 오목부
22: 제2 하우징 블록
25: 회전축
30: 실린더 블록
32: 실린더 구멍
35: 흡배 플레이트
38: 피스톤
39: 실린더실
40: 경사판
41: 미끄럼 이동면
42: 맞닿음면
43: 슈
50: 제1 가압 수단
51: 제1 리테이너
52: 제2 리테이너
54: 제1 스프링
55: 제2 스프링
60: 제2 가압 수단
61: 가압 로드
61a: 선단면
61b: 후단면(단면)
61c: 측면
65: 오일 유지 홈
68: 공급 구멍
70: 가압 핀 유닛
71: 제1 가압 핀
72: 제2 가압 핀
73: 조정 핀
75: 제2 가이드부
76: 유닛 케이스
77: 어저스터
78: 볼록부
81: 제1 압력실
82: 제2 압력실
83: 제3 압력실
84: 제4 압력실
85: 제5 압력실
91: 오리피스
93: 슬로 리턴 기구
94: 오리피스
95: 체크 밸브
97: 전자 비례 밸브
99: 셔틀 밸브
A: 회전축선
L: 공급 라인
P: 신호압
S: 오일 공급원

Claims (10)

  1. 회전축선 주위로 회전하는 실린더 블록이며, 복수의 실린더 구멍이 형성된 실린더 블록과,
    각 실린더 구멍 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤과,
    상기 실린더 블록이 상기 회전축선 주위로 회전함으로써 각 피스톤을 각 실린더 구멍 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 경사판이며, 그 틸팅각을 변경 가능하게 구성된 경사판과,
    상기 경사판의 틸팅각이 커지는 방향으로 상기 경사판을 가압하는 제1 가압 수단과,
    상기 경사판을 가압하는 가압 로드를 갖고, 상기 경사판의 틸팅각이 작아지는 방향으로 상기 경사판을 가압하는 제2 가압 수단과,
    상기 가압 로드의 측면을 가이드하는 가이드부를 갖는 유압 펌프이며,
    상기 가압 로드에 있어서의 상기 경사판과 반대측의 단면에는 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용하고,
    상기 가압 로드의 상기 측면과 상기 가이드부 사이에 다른 펌프로부터의 압유가 공급되는, 유압 펌프.
  2. 회전축선 주위로 회전하는 실린더 블록이며, 복수의 실린더 구멍이 형성된 실린더 블록과,
    각 실린더 구멍 내에 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지된 피스톤과,
    상기 실린더 블록이 상기 회전축선 주위로 회전함으로써 각 피스톤을 각 실린더 구멍 내에서 미끄럼 이동시키기 위한 경사판이며, 그 틸팅각을 변경 가능하게 구성된 경사판과,
    상기 경사판의 틸팅각이 커지는 방향으로 상기 경사판을 가압하는 제1 가압 수단과,
    상기 경사판의 틸팅각이 작아지는 방향으로 상기 경사판을 가압하는 제2 가압 수단을 갖는 유압 펌프이며,
    상기 제2 가압 수단은, 상기 경사판을 가압하는 가압 로드와 가압 핀을 갖고,
    상기 가압 로드에 있어서의 상기 경사판과 반대측의 단면에는 유량 제어 신호압 및 마력 시프트 신호압 중 적어도 한쪽이 작용하고,
    상기 가압 핀은, 상기 가압 핀에 대응하는 신호압에 따라 상기 가압 로드를 통해 상기 경사판을 가압하는, 유압 펌프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단면에는 상기 유량 제어 신호압이 작용하는, 유압 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유량 제어 신호압은 네거티브 유량 제어 신호압인, 유압 펌프.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유량 제어 신호압 또는 상기 마력 시프트 신호압은 오리피스를 통해 상기 단면에 작용하는, 유압 펌프.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유량 제어 신호압 또는 상기 마력 시프트 신호압은 슬로 리턴 기구를 통해 상기 단면에 작용하는, 유압 펌프.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유량 제어 신호압 또는 상기 마력 시프트 신호압은, 전기 신호가 전자 비례 밸브에 의하여 유압으로 변환된 신호압인, 유압 펌프.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단면에는 상기 유량 제어 신호압 및 상기 마력 시프트 신호압 중 상대적으로 높은 압력을 갖는 신호압이 작용하는, 유압 펌프.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부에는, 상기 다른 펌프로부터의 압유를 상기 측면과 상기 가이드부 사이에 공급하기 위한 공급 구멍이 마련되고,
    상기 측면에는, 상기 공급 구멍으로부터 공급된 압유를 유지하기 위한 오일 유지 홈이 마련되고,
    상기 오일 유지 홈은, 상기 가압 로드의 상기 가이드부에 따른 진퇴 동작 중의 어느 위치에 있어서도 상기 공급 구멍과 대면하는, 유압 펌프.
  10. 삭제
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